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Usando a estimulação profunda do cérebro para tratar a doença de Parkinson

Thought LeadersDr. Aryn GittisAssistant ProfessorCarnegie Mellor University

Nesta entrevista, Notícia-Médica falou ao Dr. Aryn Gittis sobre ela a pesquisa a mais atrasada na doença de Parkinson e como profundamente a estimulação do cérebro poderia ser usada para ajudar a tratar esta doença.

Por favor poderia você introduzir-se, diz-nos sobre seu fundo na doença neurológica, e que inspirou sua pesquisa mais atrasada?

Meu nome é Aryn Gittis.  Eu comecei estudar a doença de Parkinson porque um postdoc em 2008 e foram o foco central de meu laboratório desde começar na universidade do Carnegie Mellon em 2012.

As estatísticas mostram que mais de 10 milhões de pessoas no mundo inteiro estão vivendo com a doença de Parkinson, contudo não há ainda nenhuma cura. Por que é isto e que tratamentos estão actualmente disponíveis para ajudar a aliviar os sintomas da doença de Parkinson?

A doença de Parkinson é uma desordem complexa.  Origina com a degeneração dos neurônios da dopamina, que então mudanças como os neurónios se operam durante todo o cérebro. Isto faz duro figurar como para fora como intervir em uma maneira essa restaura o movimento sem causar efeitos secundários.  Porque os pacientes frequentemente não desenvolvem os sintomas do motor usados para o diagnóstico até que quase 70% de sua dopamina esteja perdido, o tratamento começa tarde no processo da doença depois que um número de sistemas de cérebro são já afetados.

Em conseqüência, não há um único tratamento que pode inverter todos os sintomas do paládio.  Mesmo os tratamentos gostam do levodopa, que tentam restaurar níveis da dopamina, efeitos secundários do produto ao longo do tempo porque o cérebro se está adaptando constantemente às mudanças em seu ambiente químico.

Doença de Parkinsons

Crédito de imagem: Astrid Gast/Shutterstock.com

Que são estimulação profunda do cérebro (DBS) e porque pesquisadores ainda assim compreendem não inteiramente como trabalha?

A estimulação profunda do cérebro é uma técnica em que um eléctrodo é implantado no cérebro e a estimulação é usada para interromper os ritmos anormais do cérebro associados com uma doença.

Que são alguma das limitações actuais a DBS e de sua aplicação a Parkinson?

Actualmente, DBS trabalha somente para aliviar sintomas quando a estimulação está ligada.  Assim que a estimulação for desligada, os sintomas retornam.  Assim o tratamento está mascarando os sintomas, mas não está fixando os problemas subjacentes.

Actualmente, para que os pacientes obtenham o relevo de seus sintomas, precisam de receber a simulação contínua mas sua pesquisa nova pode poder mudar isso. Como você tornou este possível?

Nós encontramos uma maneira de entregar de um modo a estimulação que é muito mais específica do que o que tem sido usado previamente.  Com nossa aproximação, 30 minutos da estimulação eram bastante para restaurar o movimento, e então o stimulator poderia ser deixado fora por horas sem o retorno dos sintomas.

Pode você descrever como você realizou sua pesquisa mais atrasada em DBS e em doença de Parkinson? Que você descobriu?

Meus estudos de laboratório como os neurónios se comunicam durante o movimento e porque a perda de dopamina, como ocorrem na doença de Parkinson, interrompem sua comunicação.  Com esta investigação básica, nós observamos como os tipos diferentes de neurônios responderam à estimulação elétrica e encontramos um breve indicador, right after a estimulação foi girada sobre, onde alguns neurônios acelerados e alguns retardaram.  Este era o mesmo teste padrão da actividade neural que tinha produzido efeitos terapêuticos duradouros em um estudo precedente, mas de que a pesquisa fosse utilização feita uma técnica chamou o optogenetics, que não é possível para se usar nos seres humanos.

Mas se nós deixamos a estimulação sobre para mais do que alguns segundos, todos os neurônios começaram acelerar e a especificidade foi perdida. Isto sugeriu-nos que se nós modelamos nossa estimulação elétrica correctamente - usando breves explosões da estimulação, um pouco do que a estimulação contínua como usada durante DBS convencional, nós poderíamos usar DBS para conduzir um teste padrão específico da actividade neural que pudesse induzir respostas terapêuticas duradouros.

Quando nós testamos esta ideia em ratos com doença de Parkinson, nós encontramos que a explosão-DBS aumentou o movimento ao mesmo grau que protocolos convencionais de DBS, mas ratos permitidos para manter-se mover-se depois que a estimulação foi desligada, visto que os ratos que receberam o protocolo convencional de DBS pararam de se mover assim que a estimulação fosse desligada.

Estimulação profunda do cérebro

Crédito de imagem: Teeradej/Shutterstock.com

Em um mundo onde muita atenção científica e médica seja pagada à pandemia COVID-19 em curso, por que são ainda apenas como importante continuar a aumentar a consciência para, e a pesquisa, as causas e as opções do tratamento para Parkinson?

A doença de Parkinson é a segunda - a maioria de desordem neurológica comum após a doença de Alzheimer e afecta milhões de pessoas quase 1 nos E.U.  Como as idades da população dos E.U., este número é esperado aumentar.  A revelação rápida das vacinas contra COVD-19 foi feita décadas directas possíveis da investigação básica que foi traduzida então com a velocidade inaudita pelas parcerias alinhadas através dos laboratórios académicos, da indústria, e do governo.  

Um pouco do que desviando a atenção longe do estudo de outras doenças, a resposta do mundo a COVID deve servir como uma inspiração para o que pode ser realizado quando nós vamos tudo em tratar uma doença.  COVID-19 permanecerá provavelmente na circulação para os próximos anos, mas sua ameaça à saúde pública diminuirá.

Inversamente, as cargas da saúde pública das doenças neurológicas e neuropsiquiátricas estão continuando a crescer.  Mas a investigação básica está lá, e se nós nos centramos sobre a tradução deste tratamento do laboratório de pesquisa à clínica, mim pensa que nós veremos descobertas principais em como nós tratamos estas doenças durante os próximos 10 anos.

Como sua pesquisa ajudará a avançar significativamente a pesquisa na doença de Parkinson?

Nós encontramos um teste padrão da estimulação que pudesse já ser programado usando os dispositivos existentes que podem reduzir o tempo da estimulação e fornecer efeitos terapêuticos longo-duráveis.  Nós não compreendemos ainda inteiramente porque os efeitos da estimulação da explosão são tão duradouros, mas uma possibilidade emocionante é que está tratando deficiência orgânica subjacente do circuito, um pouco do que sintomas simplesmente de máscara.  Esta é a pesquisa que nós estamos fazendo agora.

Nós queremos estudar os efeitos a curto prazo e a longo prazo da explosão DBS durante todo o sistema do motor.  Nossa esperança é que nós podemos usar esta estimulação para treinar novamente o sistema do motor para funcionar apesar da ausência continuada de dopamina.

Onde podem os leitores encontrar mais informação?

  1. Meu Web site do laboratório: https://labs.bio.cmu.edu/gittis/
  2. O instituto da neurociência, CMU: https://www.cmu.edu/ni/
  3. Faculdade de Mellon da ciência, CMU: https://www.cmu.edu/mcs/

Sobre o Dr. Aryn Gittis

Aryn Gittis, Ph.D., é um professor adjunto no departamento de ciências biológicas e no instituto da neurociência em CMU. Recebeu seu bacharelato da universidade de Brandeis em 2001 e foi um erudito de Fulbright em França desde 2001-2002.  Recebeu seu Ph.D. do UCSD em 2008 onde estudou com Sascha du Laca, e terminou então uma bolsa de estudo pos-doctoral no laboratório de Anatol Kreitzer em Gladstone Institute/UCSF em 2012.  Para seu trabalho pos-doctoral, foi concedida um K99 de NINDS e era um finalista 2012 para o Eppendorf & o prêmio da ciência para a neurobiologia.Dr. Aryn Gittis

Juntou-se a CMU em 2012, onde seu laboratório usa a electrofisiologia, o optogenetics, e aproximações computacionais para estudar a progressão da deficiência orgânica neural do circuito em modelos do rato da doença de Parkinson, com o objectivo das estratégias se tornando para guiar a plasticidade terapêutica que pode reparar a deficiência orgânica do circuito e restaurar o movimento.

Recebeu as concessões numerosas para este trabalho, incluindo um investigador novo Grant de NARSAD em 2013, a concessão da revelação de carreira de Janett Rosenberg Trubatch da sociedade para a neurociência em 2018, e era um finalista para a ciência e os PINOS premiados para Neuromodulation em 2018.

Emily Henderson

Written by

Emily Henderson

During her time at AZoNetwork, Emily has interviewed over 200 leading experts in all areas of science and healthcare including the World Health Organization and the United Nations. She loves being at the forefront of exciting new research and sharing science stories with thought leaders all over the world.

Citations

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